[发明专利]金属结构有序增强的聚合物复合材料转接板

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种芯片级的转接板结构，具体的是一种用于微电子系统级封装中芯片和基板互联以及芯片堆叠的金属结构有序增强的聚合物复合材料转接板。属于集成电路或分立器件封装技术领域。

背景技术

在微电子封装中，一般需要将芯片与PCB基板互联。但芯片的线宽通常是几十个纳米，而PCB基板则是几十个或几百个微米。因此可以通过转接板实现纳米到微米的过度，将芯片和PCB板互连起来。鉴于转接板连接了芯片和PCB板，所以要求具备高密度、高刚度、低热膨胀系数以及低介电常数等性质。

目前比较主流的发展方向是带有硅通孔的硅基转接板，可以实现精细线宽以及高密度的转接能力。但这种工艺存在以下难点：

1.通孔的形成较难，通常采用深反应离子刻蚀的方法，这种方法形成效率较低，且成品率不高。

2.通孔金属填充较难，通常采用预先在通孔内沉积种子层金属然后电镀的方法，这种方式很难避免通孔内有空洞缺陷，降低了成品率。

为了克服上述工艺存在的问题，实用新型专利CN201994289U采用塑封料或玻璃介质作为转接板。首先通过电镀预先形成金属柱阵列，然后通过塑封的方式将阵列保护，从而形成转接板。这种结构相比带有硅通孔的硅基转接板，虽然降低了工艺难度和工艺成本，但性能方面有所降低：

1.聚合物的强度比硅小很多，在一些情况下不能满足转接板的要求。

2.聚合物的导热性能比硅差很多，使得转接板的性能大大降低。

根据上述原因，需要发展一种既考虑工艺难度和工艺成本，又能保证整体性能的转接板。

发明内容

本发明针对现有转接板的不足之处，提供一种金属结构有序增强的聚合物复合材料转接板结构，既考虑了工艺难度和工艺成本，又能保证整体性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种金属结构有序增强的聚合物复合材料转接板，所述的转接板包括转接板基体，在转接板基体内设置有金属柱阵列和有序增强聚合物的金属结构。

所述的金属柱阵列由多个金属柱规则地排布在金属结构中形成，并且金属柱与金属结构没有接触，而是自上而下地穿过金属结构。

所述的金属柱的金属为镍、铜以及镍合金、铜合金中一种。

所述的金属结构为具有规则图形的多层金属结构：例如三角形、四边形、五边形、六边形等。所述的多层是指两层或者两层以上。

所述的金属结构的金属为镍、铜以及镍合金、铜合金中一种。

所述的聚合物是指能够应用在转接板上的聚合物：例如电泳漆、SU-8、环氧树脂、聚酰亚胺等。

所述的金属结构包含在聚合物之中，并与聚合物组成整体构成转接板的基体，金属柱规则地排列在这个基体中，从而构成一个完整的转接板。

本发明通过电镀预先形成金属柱阵列和多层金属结构，然后通过电泳或者旋涂的方式将金属柱阵列以及多层金属结构用聚合物保护起来，再用打磨的方式使金属柱的顶端和低端从聚合物中露出，从而形成一种金属结构有序增强的聚合物复合材料转接板。该制备方法是现有的工艺技术，流程简单，工艺成本较低。

本发明的有益效果是：相比采用塑封料或玻璃介质作为转接板而言，本发明在不增加工艺难度和工艺成本的基础上，通过金属结构有序增强的聚合物做转接板基体，使得转接板的强度和导热性能有了很大的提高，从而扩大了转接板的使用范围和寿命。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图；

图2为本发明的结构俯视图。

图中：金属柱1、金属结构2、聚合物3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施做详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、图2所示，本实施例包括：金属柱1、金属结构2、聚合物3。金属柱1规则地排布在金属结构2中，形成阵列，并且与金属结构2没有接触。金属柱1自上而下穿过聚合物3和金属结构2，金属结构2与金属柱1之间的空隙以及金属结构2本身的空隙都由聚合物3填充完整，最终形成金属柱1与金属结构2镶嵌穿插在聚合物中的一个长方体外形的转接板结构。

本实施例中，所述的金属柱1的直径为5微米—100微米，高度为50微米—300微米。

本实施例中，所述的聚合物3是指能够应用在转接板上的聚合物：例如电泳漆、SU-8、环氧树脂等。聚合物3的高度与金属柱1保持一致，为50微米—300微米。长度和宽度根据转接板基体的应用情况而定。